Kleine modulare Reaktoren (SMRs), also kleinere, teilweise im Werk vorgefertigte Kernspaltungsreaktoren, werden häufig als ideale Lösung für die Stromversorgung von Rechenzentren angepriesen. Durch die Bereitstellung sauberer, kontinuierlicher und zuverlässiger Energie genau dort, wo sie benötigt wird, scheinen SMRs der Schlüssel zur Deckung des Energiebedarfs von KI zu sein. Doch wie realistisch ist diese neue Renaissance der Kernenergie?
Analysten von IDTechEx beobachten die Trends in der Rechenzentrumsinfrastruktur und bei neuen Energietechnologien genau. Der neue Bericht „Markt für kleine modulare Kernreaktoren (SMR) 2026–2046: Technologien, Akteure, Benchmarking, Prognosen“ beleuchtet die Entwicklungen der vielversprechendsten SMR-Projekte. Er bietet ein datenbasiertes Benchmarking-Framework für zehn verschiedene Reaktortypen sowie 20-Jahres-Prognosen für den SMR-Markt, aufgeschlüsselt nach Technologie und Region.
SMRs haben das Potenzial, ein integraler Bestandteil des globalen Stromerzeugungsmixes für Rechenzentren und das gesamte Stromnetz zu werden, und es wird prognostiziert, dass sie bis 2046 eine jährliche Stromproduktion von mehr als 1900 TWh erreichen werden.
Vergleich verschiedener Stromquellen für Rechenzentren. Bildquelle: IDTechEx
Warum SMR für Rechenzentren?
Der zentrale Vorteil von kleinen Kernkraftwerken (SMRs) liegt darin, dass sie durch die Verkleinerung von Kernkraftwerksprojekten deutlich seltener von den erheblichen Kostenüberschreitungen und Bauverzögerungen betroffen sind, die in der traditionellen Kernenergiebranche üblich sind. Ihre geringere Leistung (typischerweise unter 300 MW) und der kleinere Platzbedarf ermöglichen zudem eine flexiblere Standortwahl. Sie liefern Strom viel näher an das Rechenzentrum, wo er benötigt wird, und sind deutlich schneller betriebsbereit als größere Energieinfrastrukturen.
Im SMR-Markt verlagern sich die Skaleneffekte von der Größe einzelner Anlagen (wie bei großen konventionellen Kernkraftwerken) hin zur Fertigung größerer Stückzahlen einzelner SMRs. Die Massenproduktion von SMRs birgt das Potenzial, äußerst wettbewerbsfähige Stromgestehungskosten (LCOE) zu bieten, insbesondere da Kernenergie im Gegensatz zu intermittierenden erneuerbaren Energiequellen kontinuierlich verfügbar ist – eine entscheidende Voraussetzung für Rechenzentren.
Die Realität sieht jedoch so aus, dass der erste Prototyp eines SMR-Designs (FOAK) voraussichtlich teuer sein wird. Die meisten SMR-Entwickler sind sich einig, dass die Überwindung dieser Trägheit und die Verpflichtung zur Produktion von mindestens 6 bis 10 Einheiten desselben Reaktordesigns die Kosten im Vergleich zum FOAK um bis zu 40 % senken würde. Belege hierfür liefern ähnliche Lernkurven bei der Herstellung kleiner Kernreaktoren für U-Boote.
Die Rolle von Hyperscalern in Rechenzentren
Hyperscaler wie Microsoft, Amazon, Google und Meta gehören zu den wenigen privaten Unternehmen, die über ausreichende finanzielle Mittel verfügen, um nicht nur einzelne Rechenzentren, sondern ganze Flottenprojekte zu finanzieren. Bis 2026 nehmen diese Vereinbarungen bereits Gestalt an, wobei jeder Hyperscaler Verpflichtungen gegenüber verschiedenen Kernkraftwerksbetreibern eingeht.
SMR-Designs lassen sich anhand ihrer unterschiedlichen Reaktortechnologien kategorisieren. Zu den vielversprechendsten Konzepten zählen Hochtemperatur-Gasreaktoren (HTGRs), Flüssigmetall-Schnellreaktoren (LMFRs) und Schmelzsalzreaktoren (MSRs). Es ist daher wohl kein Zufall, dass Google, Amazon und Meta erhebliche Investitionen in SMR-Startups getätigt haben, die jeweils unterschiedliche Reaktortechnologien entwickeln: Google in das MSR-Startup Kairos Power, Amazon in den HTGR-Entwickler X-Energy und Meta in die beiden LMFR-Startups Oklo und TerraPower.
HTGRs, LMFRs und MSRs werden als Kernreaktoren der vierten Generation (Gen IV) bezeichnet.
In seinem umfassenden SMR-Marktbericht vergleicht IDTechEx diese Reaktortypen anhand eines quantitativen Benchmarking-Frameworks. Die Bewertung basiert auf Parametern wie Brancheninteresse, Sicherheit und Effizienz. Dabei werden die Gen-IV-Typen untereinander sowie mit etablierteren Kernreaktortechnologien der Generation III+, wie Druckwasserreaktoren (PWRs) und Siedewasserreaktoren (BWRs), verglichen.
SMRs werden keine „schnelle Lösung“ sein, sondern eine langfristige Strategie
Bevor man sich zu sehr für nuklearbetriebene Rechenzentren begeistert, sollte man die damit verbundenen Zeitpläne berücksichtigen. Selbst die erfolgreichsten SMR-Startups wie Kairos Power, X-Energy und TerraPower gehen davon aus, dass es bis etwa 2030 dauern wird, bis ihr erster voll funktionsfähiger SMR Strom liefert. Selbst wenn Verzögerungen vermieden werden, ist zu beachten, dass sich diese Zeitangaben auf die erstmalige Inbetriebnahme beziehen. Ein großflächiger Ausbau mit einer Leistung im Gigawattbereich wird mindestens einige weitere Jahre in Anspruch nehmen.
Die Rechenzentrumsbranche rechnet im Vergleich dazu damit, dass ein erheblicher Strommangel die Entwicklung bereits ab 2028 behindern könnte. Kurz gesagt: SMRs werden kurzfristig keine Lösung für den drohenden Strommangel in Rechenzentren sein. Das heißt aber nicht, dass sie nicht langfristig ein wichtiger Bestandteil der Infrastruktur werden können.
Obwohl Gaskraftwerke in den kommenden Jahren die Hauptenergiequelle darstellen werden, haben jüngste globale Ereignisse die Volatilität der Öl- und Gasmärkte verdeutlicht. Nukleare SMRs bieten eine flexible und skalierbare Lösung für die Versorgung von Rechenzentren mit CO₂-armer Energie, da ihr Brennstoff leicht lagerbar ist.
Hyperscaler von Rechenzentren haben sich zu Unternehmen mit einem Kapital entwickelt, das mit dem kleiner Staaten vergleichbar ist. Der IDTechEx-Bericht über kleine modulare Kernreaktoren (SMRs) analysiert, wie Regierungen und Rechenzentrumsgiganten in diese Reaktoren investieren, um ihren zukünftigen Strombedarf zu decken – in einem Markt, der bis 2036 ein Volumen von 53,8 Milliarden US-Dollar und bis 2046 fast 300 Milliarden US-Dollar erreichen könnte.
